Sięgając granic – procesy 7 i 5 nm wkrótce dostępne

To co naukowcy i inżynierowie przewidzieli parę lat temu staje się rzeczywistością. Zbliżamy się do granic tego, co opisują prawa Moore’a. Wpłynie to na kwestie wydajności energetycznej i zajmowanej powierzchni (PPA), we wszystkich zastosowaniach komputerowych i procesorowych. Sięgnie to szczególnie aplikacji wbudowanych i mobilnych, szeroko wykorzystywanych przez konsumentów i rynek przemysłowy. Od układów w nich zawartych wymaga się, by były niezawodne, energooszczędne i wydajne, wliczając w to stosowane układy pamięciowe. Parametry te są często ograniczone przez szybkość, moc i skalowalność stosowanych pamięci nieulotnych, takich jak eFlash. Wbudowane megnetorezystancyjne pamięci eMRAM to nowość wśród pamięci nieulotnych. ARM oraz Samsung wspólnie zaprezentowały pierwszy taki kompilator eMRAM, który będzie dostępny w technologii procesowej Samsunga 28 FDS (FDSOI). Kompilator ten umożliwi sprawne dostosowanie swoich projektów modułów pamięciowych pod konkretne wymagania. Efektywność (w tym niższe koszty BOM) kryje się w tym, że eMRAM może być zintegrowana przy użyciu jedynie trzech masek, podczas gdy eFlash wymaga ich co najmniej 12, przy technologiach poniżej 40 nm. Kompilator eMRAM może pomóc w zastąpieniu pamięci Flash, EEROM i SRAM (stanowiących często bufor danych) jedną, bardzo szybką pamięcią nieulotną. Technologia pamięci eMRAM szczególnie dobrze odnajdzie się w takich aplikacjach jak IoT. Rozwiązanie to i technologia za tym idąca to najświeższy istotny krok w rozwoju współpracy firmy ARM i Samsung. Od czasu wspólnej pracy nad technologią 65 nm, obie firmy zrobiły spore postępy także i w tym zakresie. Jednak współpraca ta obejmuje o wiele więcej. Na horyzoncie pojawiają się:

• 11 LPP (11nm Low Power Plus),
• 7 LPP (7nm Low Power Plus),
• 5 LPE (5nm Low Power Early).

Współpraca obu firm owocuje stworzeniem nowych technologii, w tym także nowoczesnych rdzeni IP autorstwa ARM, mogących stanowić ważny krok w rozwoju przyszłych układów CPU, GPU i wielu innych rodzajów procesorów i rdzeni. Litografia ultrafioletu EUV („Extreme Ultraviolet”) to długo oczekiwana nowość technologiczna, umożliwiająca tworzenie ultra-małych macierzy. Samsung Foundry będzie jedną z pierwszy oraz wiodących firm, która wdroży tą obiecującą technologię. Również firma ARM pragnie zaoferować coś swoim klientom. Ich nowe rozwiązania IP mają być znacznie mniej złożone, umożliwiając sprawniejsze ich wdrażanie, przy mniejszych nakładach zasobów projektowych. Sprawi to, że produkty będą mogły szybciej trafić na rynek. Każdy rodzaj rdzeni oferować ma istotne korzyści, wpasowując się w odpowiednie technologie procesowe. IP pod technologię 7LPP i 5 LPE, EUV, to:

• wsparcie dla architektur logicznych HD oraz UHD, umożliwiając zoptymalizowanie układów pod kątem wydajności, energochłodnności i zajmowanego obszaru,
• wszechstronny pakiet kompilatorów pamięci, wsparcie dla bibliotek GPIO pod 1.8 i 3.3 V, a także możliwość taktowania procesorów częstotliwościami przekraczającymi 3 GHz,
• wsparcie zaawansowanych technologii, jak również implementacji big.LITTLE oraz DynamIQ.

IP pod technologię 11LPP, FinFET, to:

• podstawą jest sprawdzona technologia 14 nm FinFET od Samsunga,
• bogaty zestaw bibliotek logicznych i kompilatorów pamięci, GPIO, itp.
• wsparcie dla nowej architektury komórkowej o ultra-gęstości i dużej skalowalności, zapewniającej jak najwyższą wydajność przy niewielkim zajmowanym obszarze,
• wsparcie dla AEC-Q100, ASIL B,
• wsparcie dla nowoczesnych aplikacji mobilnych, jak urządzenia noszone, umożliwiając tworzenie bardzo wydajnych jednostek pod tego typu projekty, przy taktowaniu ponad 2 GHz na rdzeniach CPU.

Pozostaje pytanie, kiedy zobaczymy te cuda? Kompilator pamięci eMRAM powinien być dostępny w czwartym kwartale tego roku u czołowych partnerów. Platformy 7 LPP pojawić się powinny w trzecim kwartale 2018. Najdłużej poczekamy na technologię 5 LPE. Ta ma być dostępna na początku przyszłego roku 2019. 11 LPP powinna być dostępna już teraz.